Z源变流器关键技术的研究

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1、Y1213684洳¨{；≥≯l尊博士学i位，论文⑧指导教师一．．一．堑左正教授．．．o、0钱盟盟敦援．．．提交日期．．．堡Q壁；量转l墨．，一浙江大学博士学位论文“输出电流一输出电压”曲线受环境(光照强度和环境温度)的影响很大，为了充分利用输出功率，必须对其进行最大功率跟踪(MPPT)控制以减少能量损失。本文提出了两种控制方案来实现z．源逆变器光伏模块输出功率MPPT控制和逆变器并网控制。一种是两级控制策略：通过调节逆变器调制因子来实现逆变器并网，得到恒定的直流链电压最大值，在光伏模块和交流电网之间树立了一个屏障，减小两者相互之间的

2、影响，通过调节直通占空比实现了光伏模块输出功率MPPT控制；第二种控制策略是单级控制：为了得到相对较大的调制因子，提出了统一电压空间矢量的概念，把直通占空比和逆变器调制因子两个变量合成一个变量——统一电压空间矢量，通过控制统一电压空间矢量长度来实现光伏模块输出功率MPPT控制和逆变器并网控制。应用“扰动观测法”实现了基于z一源逆变器的光伏并网系统最大功率跟踪(MPPT)，取得了预期的效果。对目前常用的两种拓扑(传统PWM逆变器．简称单级变流器和级联Boost电路的PWM逆变器．简称两级变流器1与z．源逆变器进行了定量比较。得出三种拓

3、扑各自的应用优势：当升压比在1～2时，z．源逆变器优势明显，而当升压比大于2后两级电路占有优势。一般的，电路升压范围在l～2之间，所以z．源逆变器在分布式发电系统具有明显的优势。PWM整流器实现了网侧电流正弦化，且能够运行于单位功率因数下，能量可双向传输，因而是“绿色电能变换器”。但是传统的电压型PWM整流器只能升压而不能降压，同时整流桥容易由于直通而损坏。在实际应用中具有一定的局限性。针对以上两个问题，提出了具有升／降压功能的z-源PWM整流器，通过控制直通占空比能够实现直流电压的任意升／降。由其特殊的拓扑形式，通过适当的控制直通

4、信号加入的时段就能够实现整流桥有源器件的零电压导通或零电流关断f视有源器件类型而定，MOSFET用ZVS，IGBT用ZCS)，改善了有源器件的工作环境，减少了损耗。Z．源PWM交流调压电路具有升／降压功能，可以有效抑制电网电压波动(电压跌落或电压骤升1对系统造成的冲击。可以应用于感应加热、照明控制、感应电机的软启动以及风机和水泵的调速等应用场合。关键词：Z源变流器，燃料电池，光伏并网，PWM整流器，PWM逆变器，z一源逆变器，直通，交流调速系统，电压跌落，PWM交流调压电路IlAbstractThetraditionalpowerc

5、onverterconsistsoftwotypetopologies：Voltagesource(、，S)andCurrentSOUl℃e(CS)．Itisusedindifferentoccasions，andthereexistsomelimitationsanddrawbacksintraditionalpowerconverter：nthevoltageSourceconverterCallbedestroyedbyshoot-throughstatesresultsfromEMI，whilecurrent．自0ui'ce

6、converterhasthe$alneproblemhuttedbyopen-euicuit；2)theVSRandCSIisaboostconverter,andCSRamdVSIhasabuckcharacteristic，itdoesnotachieveabuck／boostfeature．TherecentlydevelopedZ—SOHI'ceconverterhassomespecialcharacteristicsduetotheextratopology．Thisdissertationfocusesonthepo

7、ints(advantagesandproblems)whichappearedinthepracticalapplications．Itconcludestheadvantagesandpresentsthemethodsforexistsproblems．TheproposedZ-sourceconverterachievedsomemerits，suchasbuck／boo或voltageandimprovedreliabilityoftheinverterwithoutaddinganyothercircuitsconcer

8、ningtheX-typeZ-sourcenetwork．Onthecontrary,itaffectsthedynamicresponse．InordertoraseachthedynamicresponseoftheZ-sourc